量子計算機中美差距

中國不似美歐等國早早就認識和研究了量子技術，在量子電腦方面的研究才剛起步。

科技部2011年啟動的「十二五」導向重大計畫（超級「973」），要求在2015年實現位元數3 的量子晶片.郭國平介紹說，目前這一目標已實現，而啟動的“十三五”重點研發計劃“半導體量子晶片研究”，要求2020年前獲得品質因子1000、比特數6的量子晶片。 （推薦學習：PHP影片教學）

「這個目標距離可用的量子電腦還有很大的距離，但是我們必須一步一步來。」郭國平說。

量子位元數雖說不是衡量量子運算硬體技術的絕對指標，但在通用量子電腦成功研製出來之前，這項指標的確有區分水平高低的價值。在Google公司上述「quantum supremacy」計畫中，該領域科學家普遍預期其將在明年或後年的「量子電腦」上達到40～50 量子位元。

不過，即便達到這一水平，它距離真正的通用量子電腦仍有巨大差距。

在郭光燦看來，一台可實用的標準量子計算機，除了容錯閾值和品質因數（Q值）要達到相應要求（現在還遠未達到最低要求）外，邏輯比特數需要達到約200個，而如果按照至少需要5個物理比特編碼一個邏輯比特計算的話，量子位元數至少要達到1000個。

而這還只是看得見、容易覺察的差距。清華大學電腦系教授、長江學者應明生指出，中國在量子電腦研發的「兩條腿」（硬體和軟體）中缺少一條——量子軟體，這將使得中國在量子計算的國際競爭中長期處於被動狀態。

瘸腿才知路長。應明生說，美國之所以進展迅速，就在於其在量子電腦硬體、軟體乃至應用方面都有明確的佈局和集中攻堅的力量。 「硬體是電腦的根本，但軟體才是計算科學的靈魂。量子電腦要做的話，軟體也要跟上」。

「我們跟美國相比確實差距太大，這個差距，第一個研究水準有差距，這個可以看得出來，第二個是研究隊伍和力量有差距。這些其實也有明顯的差距，這就是我們的現狀。」郭光燦說，美國政企在量子電腦領域的完善佈局已經上升到國家行為的層面，這或是中國應該借鑒的。

鹿死誰手未可知

儘管差距巨大，但郭光燦看到，國內量子計算領域的發展「勢頭非常好」。

「我認為國內勢頭發展得非常好，尤其是超導路線，原來是一個量子比特也沒有，現在已經做到了5個、9個，而且是好幾家在做，原料也從依賴國外進口轉變為由中科院物理所提供，而且材料性能也在改善。」郭光燦說，儘管各國水平不一，但目前通用量子計算機還沒有哪個國家真正研製出來，“鹿死誰手還未可知，我們還有機會」。

要把握這個機會，郭光燦認為，中國需要從兩方面「大練內功」。一方面，國家要加強在量子電腦研發方面的佈局，將其上升到國家戰略層面，把方方面面的力量組織起來，支持量子電腦的研發。 「例如要解決做硬體研發人才的考核問題」。

「另一方面，我國要做好量子運算領域年輕人才培養。年輕一代非常重要，我們不光要著眼於現在的研究，還要放眼未來，而人才就是未來。」郭光燦說， 「就算有興趣的年輕人最後沒有從事相關的研製工作，也可以培養成能夠用量子計算機的人。」他表示，下一步他將考慮以一種合適的方式培養青年隊伍。

應明生在人才培養的問題上與郭光燦不謀而合。 「量子軟體跟計算科學其他領域不太一樣，短期內難以發展起來，需要一個長期的、合作的過程。」應明生說，「量子物理和計算科學等學科應該聯合起來，培養一批人。就算我們沒有贏得最後的突破，在量子資訊科技成為科技潮流的時候，我們也不會太被動。」

#不像美歐等國早早就認識和研究量子技術，中國在量子計算機方面的研究才剛起步。雖然國內量子計算領域的發展勢頭良好，但要做的還有很多。一方面，國家要加強在量子電腦研發方面的佈局，將其上升到國家戰略層面；另一方面，量子計算領域年輕人才的培養也至關重要。

至於真正的量子電腦要到何時才能出現，比爾蓋茲認為，10年內量子電腦可望用於雲端運算；歐洲科學家起草的《量子宣言》則預計，通用型的量子電腦可能會在2035年之前建造出來。我國科研人員給的答案是：快則10年、15年就會達成。屆時，取代傳統PC不再是夢想。

我國量子通訊科研發開始晚於國外，但大規模商業應用走在世界前列。 2016年下半年，上海量子通訊城域網路、同時連接京滬兩地全長2000公里的世界最長量子通訊城際骨幹網、世界首顆量子通訊科學實驗衛星發射等一批量子通信重大計畫落地，國家對量子通訊投入力度明顯加大。量子通訊被納入「十三五」規劃所培育發展的策略性產業，體現出國家對重點發展量子通訊的決心。面對這個龐大的市場，資本投入逐漸增大，產業產業鏈將越發成熟，二級市場上的浙江東方、寧波建工、科華恆盛、神州資訊、亨通光電等概念股也值得關注。

目前我國公網建設每年投入4000-6000億元，依照2%的公網替代水平，每年市場規模在80-120億左右。有產業人士表示，隨著未來量子通訊在城域網路、城際網路、廣域網路全面鋪開，量子通訊的應用場景將從目前的金融、政務、軍事等客戶推廣到個人生活，到2030年量子通訊市場可望達到千億水準。

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